1. FISIOLOGIA DO TECIDO
MUSCULAR
Introdução à Miologia e Fisiologia do Tecido Muscular Estriado Esquelético
Prof. Marcelo Rocha Carneiro, M.V., M.Sc.
Maringá (PR)
2012
2. PROPRIEDADES FISIOLÓGICAS
Relacionadas à
Contratilidade capacidade do músculo
Capacidade de se encurtar de produzir movimento
Excitabilidade (ou irritabilidade)
Capacidade de receber e responder a um estímulo
Extensibilidade
Capacidade de se estirar
Elasticidade
Capacidade de retornar a sua forma original após contração
ou estiramento
5. CLASSIFICAÇÃO
Músculo Liso
Cada célula tem 1 núcleo central
Regulado pelo SNA
Proteínas: actina e miosina
Localização: vísceras
6. CLASSIFICAÇÃO
Músculo Esquelético
Regulado pelo SNA e pelo SNC
Células com núcleos múltiplos e periféricos
Fibras brancas e vermelhas
7. CLASSIFICAÇÃO
Músculo Cardíaco
Cada célula tem 1 ou 2 núcleo(s), geralmente
centrais
Células com ramificações - formando os discos
intercalados que facilitam a transmissão do impulso
nervoso
Regulado pelo SNA
8. MIOFIBRILAS
1500 filamentos de miosina / 3000 actina
Faixas claras e escuras – sarcômeros
Músculo estriado e cardíaco – formato estriado
Unidades contráteis Túbulos em T
Guyton, 2006
9. FIBRAS MUSCULARES
Vermelhas = de contração lenta = tipo I
Pequena quantidade de força
Contraem-se lentamente
↑ taxa de fosforilação oxidativa (+ mitocôndrias)
→ RESISTÊNCIA
Brancas = de contração rápida = tipo II
Alta quantidade de força
Contraem-se muito rápido
↑ taxa de glicólise anaeróbica
→ + FATIGÁVEIS
10. FIBRAS RÁPIDAS FIBRAS LENTAS
• Fibras grandes • Fibras pequenas
• Grande capacidade de • Inervadas por fibras
contração nervosas pequenas
• RS extenso • Alto suprimento capilar
• Facilidade de liberar Ca++ • ↑ [O2]
• Grande quantidade de • Oxidação elevada
enzimas glicolíticas • Grande no de mitocôndrias
• Menor suprimento de sangue • Mioglobina
• Oxidação é secundária • Pigmento semelhante a
• Menor no de mitocôndrias hemoglobina
• Músculo Branco • Músculo vermelho
14. Sarcômero: unidade estrutural do músculo, delimitado pela linha Z
Actina: principal proteína dos filamentos finos
Miosina: principal proteíta dos filamentos grossos
Banda A: região de sobreposição de filamentos finos e grossos
Zona H: apenas filamentos grossos, região no centro da Banda A
Linha M: contém enzimas para o metabolismo energética
relacionado com a contração
Banda I: somente filamentos finos
17. MICROESTRUTURA - M. ESQUELÉTICO
Sarcolema
Espaço entre os filamentos
Preenchido com sarcoplasma
↑[K+, Mg++, PO4-] + proteínas
Inúmeras mitocôndrias
Paralelamente às miofibrilas
Guyton, 2006
18. MICROESTRUTURA - M. ESQUELÉTICO
Retículo sarcoplasmático (RS)
Muito extenso e diferenciado
Envolve as miofibrilas
Armazenamento de íons Ca++
Importante início e término da contração muscular
Túbulo transverso (T)
Propagação do potencial de ação (P.A.) para o
interior da célula
Sinal elétrico membrana plasmática tubulos T
RS e sarcômero CONTRAÇÃO
19. CONTRAÇÃO MUSCULAR
TEORIA DO FILAMENTO
DESLIZANTE
encurtamento dos sarcômeros
- filamentos de actina deslizam
sobre os de miosina (em direção
à Linha M).
Não é o comprimento do
filamento que se altera, durante
a contração/estiramento.
20. CONTRAÇÃO MUSCULAR
• Musculatura Esquelética
Inúmeras células musculares
Diâmetro de 10 a 80 μm
Comprimento igual ao tamanho do músculo
Inervação - no meio da fibra
Sarcolema – membrana plasmática (MP)
Revestida com polissacarídeos
Unem-se nas porções distais das fibras
Formam tendões
Se inserem nos ossos
21. CONTRAÇÃO MUSCULAR
As células musculares precisam converter a
energia química em energia mecânica
Anaerobiose:
A fosfocreatina, presente nos músculos, produz um fosfato
que se liga ao ADP, regenerando o ATP.
A enzima creatinoquinase catalisa essa reação.
glicose (1 glicose 2 ATP)
Ex.: migração (resistência)
Aerobiose:
ciclo de Krebs
1 glicose 30 ATP
Ex.: predador/presa (força)
22. CONTRAÇÃO MUSCULAR
Deslizamento do
filamento e contração
A miosina
Formada por inúmeras
unidades
Braços e cabeças
Guyton, 2006
23. FILAMENTOS DE MIOSINA
• Formado por 200
cadeias de miosina
• Há 2 dobradiças
• Uma na cabeça próxima
ao filamento
• Ângulo -1200
Guyton, 2006
24. ATIVIDADE DA ATPase NA CABEÇA DA MIOSINA
Mitocôndrias fornecem energia para o processo
de contração
Sem energia não há contração.
Guyton, 2006
26. FILAMENTOS DE ACTINA
Formados por:
1. Actina – dupla hélice
Sítios ativos
Guyton, 2006
2. Tropomiosina
Fica no sulco da dupla hélice
No repouso cobre os sítios ativos da actina
3. Troponina
3 proteínas complexas ligadas
Troponina I - afinidade pela actina
Troponina T – afinidade pela tropomiosina
Troponina C – afinidade pelos íons Ca++
27. CONTRAÇÃO MUSCULAR
• Musculatura Esquelética
1. P.A. até o terminal da fibra muscular
2. Cada terminação do nervo secreta neurotransmissor (NT) –
Acetilcolina (Ach)
3. Ach – abre os canais de Na+ por meio de ação na proteína
do canal
4. Desencadeia o P.A. na célula muscular
5. O RS é afetado pelo P.A. na fibra muscular, liberando Ca++
6. O Ca++ estimula a atração entre a actina e a miosina
7. O Ca++ é recaptado pelo RS
28. O PAPEL DO Ca++
Liga-se à Troponina C
Altera a configuração da Tropomiosina
Expõe os sitios ativos
As cabeças de miosina se ligam
29. CONTRAÇÃO MUSCULAR
→ Não há contração se não há Cálcio!!!
O P.A. dissemina-se sobre a membrana plasmática
(sarcolema).
Ele se move através dos túbulos T, estimulando o RS a
liberar seus íons Ca++, que difundem-se para o citoplasma da
fibra (célula) muscular e se ligam à actina.
A alteração na estrutura da actina, permite a ligação da
miosina.
Sarcolema Túbulos T RS Ca++ Actina Miosina
30. O ATP
Proporciona o movimento de catraca das cabeças
de miosina
Cada puxada hidrolisa um ATP
O desligamento da cabeça da miosina à actina é
dependente da ligação de uma molécula de ATP
A cabeça com ATP fica novamente engatilhada
Hidrolisando ATP as linhas Z se aproximam até que a
força seja anulada pela carga.
31. CONTRAÇÃO MUSCULAR
Formação das pontes cruzadas
1. A cabeça de miosina liga-se a uma molécula de ATP,
formando um complexo que vai aderir à actina.
2. Em seguida ocorre a hidrólise de ATP (=ADP + Pi),
fornecendo energia para que a miosina “puxe” a actina.
3. Para que a cabeça de miosina se solte, precisa ligar-se
a uma nova molécula de ATP
4. Esse ciclo se repete várias vezes em uma única
contração
5. “Rigor mortis”: ausência de ATP disponível
32.
33. JUNÇÃO NEUROMUSCULAR
O axônio de cada neurônio motor pode inervar
uma célula muscular ou centenas
→ Unidade motora = neurônio motor + todas as fibras
musculares por ele inervadas
36. DESPOLARIZAÇÃO DAS FIBRAS MUSCULARES
Chegada do impulso nervoso (1) permite a entrada
de Ca++ extracelular no terminal pré-sináptico (2).
Com a entrada de Ca++ a Ach é liberada na fenda (3)
que aumenta a permeabilidade da miofibrila ao Na+.
O RS (envolve miofibrila) tem ↑ [Ca++] que é liberado
com o impulso e se difunde para as miofibrilas.
A presença de Ca++ nas miofibrilas inicia o processo
de contração
40. RELAÇÃO ENTRE VELOCIDADE DE
CONTRAÇÃO E A CARGA
Velocidade é inversamente proporcional à carga
Guyton, 2006
41. ENERGIA DE CONTRAÇÃO
Energia trabalho
T = carga x distância
Bombeamento do Ca++ para o RS
Bomba de Na+ e K+
Ligação e desligamento da cabeça da miosina
da actina
Rigor mortis
42. FONTES DE ENERGIA
1. Fosfocreatina
Primeira energia disponível ao músculo
ATP + creatina
Mantém o músculo por 5 a 8 s.
2. Glicogênio Muscular
Glicose Piruvato 2 ATPs
Anaeróbica
Disponibilidade rápida (2,5 X maior que a aeróbica)
o Acúmulo de ácido lático
3. Metabolismo oxidativo
95% da energia utilizada
Carboidratos / proteínas / lipídeos
Variável com a atividade do músculo / treinamento / tipo de músculo.
43. EFICIÊNCIA DA CONTRAÇÃO MUSCULAR
Metade da energia dos nutrientes é perdida até
formar ATP
40 a 45% da energia do alimento (ATP)
Conversão em trabalho - <20 a 25%
Muitas perdas na forma de calor.
44. TIPOS DE CONTRAÇÃO
• Isométrica – é um aumento de tensão da musculatura
sem alteração do comprimento do músculo.
• A resistência é igual à força aplicada
• Isotônica – é caracterizada pela alteração do
comprimento muscular, onde a força excede a resistência
provocando movimento
Guyton, 2006
46. CONTRAÇÃO MUSCULAR
Somação
Soma das contrações individuais para aumentar a
intensidade de contração total
Somação por fibras múltiplas – pelo aumento de unidades
motoras que se contraem ao mesmo tempo
Fibras menores se contraem por estímulo de neurônio motor -
mais sensíveis
Fibras maiores – menos sensíveis
Regula a contração muscular
Somação por frequência – pelo aumento da frequência de
contração
Pode levar à tetanização
48. FORÇA MÁXIMA DE CONTRAÇÃO
Efeito escada
No início das contrações a força inicial é = ½ da força
de contração ocorrida na 10a ou 50a contração
Acúmulo de Ca++ no citosol
Tônus muscular
Músculo em repouso → apresenta tensão
Impulsos de baixa freqüência
Fonte: medula espinhal (ME)
Controlados pelo SNC
Provenientes dos próprios músculos
49. FADIGA MUSCULAR
Causas
Contrações fortes e longas
Depleção de glicogênio
Baixa oxigenação
Acúmulo de ácido lático – (pH)
Proteção contra a fadiga
Exercício
Aumento de enzimas oxidativas
Mitocôndrias
Vascularização
50. MÚSCULOS AGONISTAS E ANTAGONISTAS
Importante para contrações precisas
Controle pelo SNC e ME
Guyton, 2006
51. AJUSTE NO COMPRIMENTO DO MÚSCULO
Estiramento – alongamento
Encurtamento
Desaparecem os sarcômeros
→ Os ajustes no comprimento do músculo são
realizados para adequar o tamanho do músculo à
sua função.
53. MÚSCULOS COMO UNIDADES PLÁSTICAS
Podem sofrer alteração
Diâmetro
Comprimento
Força
Suprimento vascular
Tipo de fibra
Hipertrofia
Aumento dos filamentos de actina e miosina
Estimulada pela carga
6 a 10 semanas
Estimula a síntese de enzimas
Hiperplasia – cel. satélites (não-diferenciadas)
Atrofia – resultado da baixa estimulação
Astronautas / cadeirantes / depleção nervosa
54. DENERVAÇÃO MUSCULAR
Atrofia
até 2 meses
Reabilitação
cêrca de 3 meses
após 2 anos de atrofia é difícil retomar a atividade normal
Substituição por tecido conjuntivo fibroso / gorduroso
Fisioterapia
Força o movimento
Induz o estiramento (alongamento)
55. Músculo é o tecido mais adaptável do animal
Hipertrofia: aumento do tamanho das células
musculares
Músculos esquelético, cardíaco, liso – estresse mecânico crônico
Hiperplasia: aumento da quantidade de células
musculares (mitose)
Músculos esquelético e liso
Atrofia: diminuição no tamanho em resposta ao
desuso
56. Músculo é o tecido mais adaptável do animal
Hipertrofia do músculo cardíaco
↑ no diâmetro longitudinal e transversal: 10-30%
Fisiológico: exercício
Patológico: hipertensão
Hipertrofia músculo liso
Fisiológico: gestação
Patológico: hipertensão e obstrução vesical
57. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Guyton, A. C; John, E. H. Tratado de fisiologia
médica. 11a ed., 2006.
2. Cunningham, J. G. Tratado de fisiologia
veterinária. 3a ed., 2004.
3. Dukes, W. – Fisiologia dos animais
domésticos. 12a ed, 2006.
4. Levy, N. L.; Koeppen, B. M.; Stanton, B. A.
Fundamentos de Fisiologia. 4a ed., 2006.